農業・農村における創エネと節エネ 柚山 義人

9. 創エネ・節エネ技術の研究開発と評価法

(1)エネルギー技術のロードマップ

■経済産業省が2009年4月に策定したエネルギー分野の技術戦略マップ*32は,政策目標を実現するために必要な技術を要素技術を含めて抽出した技術マップ,技術開発の進展を時間軸に沿って示した技術ロードマップ,及び技術開発とそれ以外の関連施策を併せて示した導入シナリオから構成されている。技術戦略マップは,①総合エネルギー効率の向上,②運輸部門の燃料多様化,③新エネルギーの開発・導入促進,④原子力の利用,そして,⑤化石燃料の安定供給確保と有効かつクリーン利用,の5つの政策目標を設定した上で,これらに寄与する主なエネルギー分野の技術を抽出している。

化学工学会エネルギー部会は,様々なエネルギー分野の研究者の力を結集して,実装可能なエネルギーロードマップをとりまとめた*33。要素技術の中で選抜されたものを適用すると二酸化炭素排出量を40%削減できると見通している。また,エネルギー技術で描いた未来社会を「骨太夢タウン」と呼んで提示している。


(2)注目の事業

■経済産業省が2009年4月に策定したエネルギー分野の技術戦略マップ*32は,政策目標を実現するために必要な技術を要素技術を含めて抽出した技術マップ,技術開発の進展を時間軸に沿って示した技術ロードマップ,及び技術開発とそれ以外の関連施策を併せて示した導入シナリオから構成されている。技術戦略マップは,①総合エネルギー効率の向上,②運輸部門の燃料多様化,③新エネルギーの開発・導入促進,④原子力の利用,そして,⑤化石燃料の安定供給確保と有効かつクリーン利用,の5つの政策目標を設定した上で,これらに寄与する主なエネルギー分野の技術を抽出している。

化学工学会エネルギー部会は,様々なエネルギー分野の研究者の力を結集して,実装可能なエネルギーロードマップをとりまとめた*33。要素技術の中で選抜されたものを適用すると二酸化炭素排出量を40%削減できると見通している。また,エネルギー技術で描いた未来社会を「骨太夢タウン」と呼んで提示している。

ア.環境モデル都市*34
環境モデル都市とは,温室効果ガスの大幅な削減など低炭素社会の実現に向け,高い目標を掲げて先駆的な取組にチャレンジする都市として選ばれた自治体である。募集は,内閣官房地域活性化統合事務局が行った。現在,北九州市,京都市,堺市,横浜市(以上,大都市),飯田市,帯広市,富山市,豊田市(以上,地方中心都市),下川町,水俣市,宮古島市,檮原町(以上,小規模都市),千代田区(特別区)の13都市が選定され,取組を進めている。環境未来都市構想に発展しようとしている。

イ.次世代エネルギー・社会システム実証地域*35
経済産業省の「次世代エネルギー・社会システム協議会」は,日本型スマートグリッドを含めた次世代エネルギー・社会システムの実現のために実証事業を行うため,実証地域の募集を行い,横浜市,豊田市,けいはんな学研都市(京都府),北九州市が選出されて地域実証に取りかかっている。

ウ.総務省による「緑の分権改革推進事業」*36
緑の分権改革推進事業は,それぞれの地域資源(豊かな自然環境,再生可能なクリーンエネルギー,安全で豊富な食料,歴史文化資産,志のある資金)を最大限活用する仕組を地方公共団体と市民,NPO等の協働・連携により創り上げ,地域の活性化,絆の再生を図ることにより,地域から人材,資金が流出する中央集権型の社会構造を分散自立・地産地消・低炭素型に転換し,「地域の自給力と創富力(富を生み出す力)を高める地域主権型社会」の構築を実現しようとするものである。2010年1月に募集が行われ,平成23年度に事業が実施された。この事業により,再生可能(クリーン)エネルギー資源の賦存量等の調査及びエネルギー活用に向けた事業展開の提示が進んだ。

エ.農林水産省による「緑と水の環境技術革命」*37
農林水産省は,農山漁村の資源を活用した新たな産業の創出を図るため,2011年2月に「緑と水の環境技術革命総合戦略」を策定した。農林水産業・農山漁村に存在する豊富な資源と他産業の持つ革新的技術との融合により,素材・エネルギー・医薬品等の分野において,農山漁村地域に新たな産業の創出を図るための戦略である。この戦略に基づき,農山漁村の資源を活用した新たな産業の創出に向けて,農山漁村活性化効果,市場創出効果,早期の産業創出可能性を踏まえて重点的に事業化を推進すべき分野を選定し,工程表に即して戦略的,集中的に施策を実施していくことにしている。重点的に事業化を推進すべき分野としては,以下が選ばれている。
 (ア)農山漁村資源の新規用途開拓
  ・未利用バイオマスのエネルギー・製品利用
  ・藻類等の新規資源作物の利用
  ・生物機能の高度利用
 (イ)農林水産業の新たな事業機会の創出
  ・クロマグロ等の完全養殖
  ・農林水産物の高度生産管理システム
  ・超長期鮮度保持技術

これらにより,農山漁村の6次産業化を推進し,2020年までに農山漁村において6兆円規模の新産業を創出するとの目標の実現に貢献するとともに,雇用と所得を確保することにより,地域社会の活性化を目指している。

農林水産省農村振興局では,低炭素むらづくりモデル推進事業,再生可能エネルギー導入推進事業を実施し,農村地域レベルでの再生可能エネルギーの導入の推進を図っている。

オ.JSTの「小水力を核とした脱温暖化の地域社会形成」*38
科学技術振興機構(JST)は,「地域に根ざした脱温暖化・環境共生社会」研究開発プロジェクトにおいて,「小水力を核とした脱温暖化の地域社会形成」(代表:特定非営利活動法人地域再生機構 駒宮博男理事長)を採択した。

このプロジェクトは,我が国で最も有望な再生可能エネルギーである小水力の活用を促進し,直面するエネルギー問題と温暖化対策,集落再生とエネルギー自立に対して,地域が主体的解決能力を発揮できるメカニズムの創出を目指すものである。研究では水力資源の豊富な県として知られる岐阜県と富山県を実験地域として住民参加型ワークショップなどを実施し,小水力利用の技術的課題・制度的制約・合意形成上の問題などを抽出して,本格普及に必要な新たな認可・調整方式や事業誘導手法などを検討し,地域主体の事業モデルを提案することとしている。

小水力は,農村地域において開発余地の大きい再生可能エネルギーである。後藤眞宏らは,緩い勾配での水路における小水力発電技術の開発について紹介している*39

カ.つくば市環境スタイル行動計画における低炭素技術開発ショーケース *40
茨城県つくば市では,「つくば環境スタイル」というコンセプトを掲げ,2030年までに,国内はもとよりアジア・世界で新たな環境ビジネスの展開をはじめ,地球環境に対する国際貢献が可能な技術と実践の仕組みを発信することにしている。シンプルライフ・シンプルエネルギーを実践させるまちづくりが目標で,具体的には,シンプルライフとして,大量消費,大量廃棄型の生活スタイルを改め,資源が循環し,エネルギーの無駄な消費をしない環境に優しいライフスタイルを,シンプルエネルギーとして,各種の法や規制,長距離送電に縛られることなく,本来理想と考える無駄の少ないエネルギーの供給や利用形態を追求したまちを目指している。

これを具現化するため,
 ・全員参加モニタリングシティ(実験タウンA)
 ・低炭素環境モデルタウン(実験タウンB)
 ・近未来エネルギー(実験タウンC)
 ・低炭素技術開発ショーケース(実験タウンD)
を計画し,一部は着手している。

このうち,実験タウンDでは,未来の低炭素社会づくりを飛躍的に加速させる最先端技術実証実験のショーケースを目指し,例えば,藻類バイオマスを核として次世代エネルギーの開発と実証を進めることにしている。

キ.再生可能エネルギー固定価格買取制度*41
再生可能エネルギー由来の電力を,電力会社等が決められた価格で買い取る制度は,民主党政権の主要政策の一つと位置づけられており,経済産業省が2009年11月から検討に着手した。2011年1月に総合資源エネルギー調査会新エネルギー部会・電気事業分科会買取制度小委員会報告書が発表された。導入案では,買取価格20円/kWh,買取期間15年,導入増加量は3,200~3,500万kWで,再生可能エネルギーの割合を2020年に10%にすることを目指すとしている。電力会社は,この制度による負担を電気料金に上乗せすることができる仕組みで,一般的な家庭の負担額は約150~200円/月程度増加すると試算されている。


(3)技術の評価法

■技術の評価において,物質・エネルギー収支,収益性の分析は基本である。また,多くの場合,ライフサイクルアセスメント(LCA)が求められるようになってきている。但し,自然条件にも左右され多用な農業分野のLCAの精度は他の産業分野に比べてまだまだ低い。

堀尾正靭らは,地域での再生可能エネルギーの利用を設計・評価するツールとして「PEGASUS」を開発し,公表している*42

石井吉徳は,エネルギー技術の意味を科学的に評価するため,出力エネルギー/入力エネルギーであるEPR(Energy Profit Rtio)を算出し,技術導入の妥当性を評価する必要性を強調している*43

もう1つ紹介したいのは,エメルギー分析である。実は筆者はこの方法を十分に理解していない。しかし,直感的に重要と思い,引用の形で記す。

アントニー F.F. ボーイズは,オダム(Howard T. Odum)によって開発されたすべてのエネルギーと物質の流れを一つの測定基準に変えて,それらのエメルギー(energyではなくemergy)の流れを計算することによって,正味エメルギー量(エメルギ一流入と流出の差),つまり実質価値増減を計算するという方法を紹介している*44。様々に異なった種類のエネルギーを同時に計算するには,すべてのエネルギーの単位を統一する必要がある。オダムは,「物またはサービスを生みだすために,直接,間接に消費された有効太陽エネルギー」を採用している。その単位は太陽エムジュール(solar emjoule)である。持続可能なエネルギーシステムとは,将来に何度でも自分そのものを再生するための正味エメルギーを十分に生み出すものであり,オダムのエメルギーが示したことは,化石燃料が実質上枯渇すれば,残る実用的なエネルギー源は,バイオマス,火山地帯での地熱発電,そして一部の水力発電と風力発電のみだということである。高橋義文は,エメルギーフローモデルを実際の地域を対象に作成している*45

柚山 義人 H23.5.31

*32 経済産業省:エネルギー分野の技術戦略マップ
http://www.meti.go.jp/policy/economy/gijutsu_kakushin/kenkyu_kaihatu/str2009/6_1.pdf

*33 加藤元貴・安永裕幸・柏木孝夫監修:実装可能なエネルギー技術で築く未来-骨太のエネルギーロードマップ2-,化学工業社,2010

*34 環境モデル都市 http://ecomodelproject.go.jp/

*35 次世代エネルギー・社会システム実証地域
  http://www.meti.go.jp/press/20100811001/20100811001.html

*36 総務省:緑の分権改革推進事業
http://www.soumu.go.jp/main_sosiki/jichi_gyousei/c-gyousei/bunken_kaikaku.html

*37 農水省:緑と水の環境技術革命)
http://www.maff.go.jp/j/kanbo/kankyo/seisaku/s_midorimizu/midorimizu.html

*38 小水力を核とした脱温暖化の地域社会形成
http://www.ristex.jp/env/02project/2-5.html
http://www.jst.go.jp/pr/info/info555/shiryo3-1.html

*39 後藤眞宏,内田隆志,加藤信介,岡本将之,大木啓司,長谷川大祐,高木強治,浪平篤:緩勾配水路における小水力発電技術の開発,農業農村工学会誌,78(8),pp.7-10,2010

*40 つくば市環境スタイル行動計画・低炭素技術開発ショーケース(実験タウンD)
http://www.sakura.cc.tsukuba.ac.jp/~eeeforum/4th3EF/4th3E_ETD2.pdf

*41 再生可能エネルギー固定価格買取制度 http://www.enecho.meti.go.jp/kaitori/

*42 堀尾正靭,白石克孝監修:地域からエネルギーを引き出せ!,PEGASUSハンドブック,公人の友社,2010

*43 石井吉徳:石油ビーフで食糧危機が訪れる,日刊工業新聞社,2009

*44 アントニー F.F. ボーイズ:日本における農業とエネルギー
http://www9.ocn.ne.jp/~aslan/21fej.pdf

*45 高橋義文:発展途上地域における農業活動の持続性評価に関する研究,北海道大学大学院農業研究科邦文紀要,27(1),pp.115-197,2005

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